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2024 年 5 月、上海大学の研究者 4 人が学術誌『Chinese Journal of Computers』で、しました。D-Wave の量子アニーリングマシンを効果的に活用して、従来の暗号化システムに対する攻撃の手法を開発したという内容の研究でした。
10 月に入る頃には、中国のこの研究がメディアを騒がせるようになり、この研究は世界が「暗号時代の終わり」に入ったことを意味すると、多くの報道機関が宣言しました。このように誇張された報道を信じるなら、従来の暗号化方式が今日からでも脅威にさらされると考えてしまうところです。
しかし、パニックに陥るのは时期尚早です。确かに量子コンピュータは最终的に暗号化の标準にとって课题になる可能性を秘めていますが、まだそのレベルにまで达していません。これは、今回の研究のなかでも强调されている事実です。
今回の研究がもつ本当の意味をより深く理解するために、多くの报道が见逃している、いくつかの重要な背景情报について考えてみましょう。
量子アニーリングとは何か？
「量子コンピュータ」という言叶はしばらく前から注目を集めていますが、量子マシンにも様々な种类があります。量子アニーリングは、多くの解の候补を検証して最适解を选択するといった、最适化问题を解决する手法です。最新の暗号化を破るために必要とされる汎用的な量子计算を実行するのは、量子アニーリングの持つ机能ではありません。
上海大学の研究で使われた D-Wave の量子アニーラーは、もっと強力な暗号解読に適した量子コンピュータ（CRQC）より少ないキュービットで動作します。因数分解される整数はわずか 50 ビットであり、軍事用暗号で使われる 2048 ビット鍵よりはるかに小さいサイズです。
つまり、研究で使われたアニーラーは RSA-2048 といった暗号化アルゴリズムを破れるような量子マシンではないということです。中国の研究者は、実際にアルゴリズムを解読するのではなく、量子アニーリングを利用して、RSA でよく知られた整数の因数分解問題（RSA 暗号を支えている数学）を最适化问题として再定义しました。
だからといって、この研究が無意味だということではありません。この研究は、確実に進歩を示しています。それでも、D-Wave マシンが現代の暗号化を脅かすまでの道のりはまだ長いと言えます。
どのくらいまで心配すべきか？
要点はこうです。上海大学の研究は、搁厂础-2048（现在、よく使われている暗号化方式のひとつ）や、AES-256（同じく広く使われている标準）がただちに危険にさらされることを証明してはいません。研究者は、量子と従来のハイブリッドのアルゴリズムを利用して特定の问题解决タスクを最适化することには成功しましたが、现実世界への影响はまだ限定的です。
確かに、量子コンピュータは企業が今から準備しておくべき相手です。しかし、RSA のような暗号化プロトコルを破るには、現時点で利用できるマシンよりもはるかに強力な量子マシンが必要になります。量子コンピュータが実際に暗号を「破る」ことができる段階には、まだ達していません。
もちろん、それを根拠に量子コンピュータを完全に无视していいというわけではありません。今回の研究は、量子コンピュータの未来は确実にやって来るものであり、问题はそれがいつなのかである、という大きな一石を投じるものでした。
暗号时代の终わりに备えるには
现时点では、量子の胁威は理论上のものであり、现実的なものではありません。しかし、この研究は教训として役立ちます。「暗号时代の终わり」あるいは「Q-Day」、どちらの名前で呼ぶにしても、量子の时代は确実にやって来ます。そして、それに备えるべきは今です。
耐量子コンピュータ暗号（笔蚕颁）の専门家はすでに、量子攻撃にも耐える暗号化技术の开発に取り组んでいます。また、量子コンピュータの到来に备えて必要になる暗号の俊敏性を実现しようとして、多くの组织が 蜜桃TV Trust Lifecycle Manager のようなソリューションに投资しています。
暗号时代の终わりについて大げさな报道を目にしても、慌てる必要はないということです。ただし、备える时が来たという兆しであることは间违いありません。
デジタルトラストに関する最新情报
耐量子コンピュータ、暗号化、暗号化の俊敏性などのトピックについて详しくお知りになりたい场合、记事を见逃さないようにデジサートのブログを参照ください。
よくある质问
キュービットとは何ですか？
暗号解読に适した量子コンピュータとは何ですか？
RSA-2048 暗号化とは何ですか？
耐量子コンピュータ暗号とは何ですか？
暗号化の俊敏性とは何ですか？
キュービットとは何ですか？
量子コンピュータでは、量子ビット、つまりキュービットが情報の基本単位です。古典ビットは 0 または 1 のいずれかをとります。それと異なり、量子ビットは「重ね合わせ」と呼ばれる現象によって複数の状態が同時に存在できます。キュービットを使うことで、量子コンピュータは古典コンピュータよりはるかに高速に複雑な計算を処理できるのです。
暗号解読に适した量子コンピュータとは何ですか？
暗号解読に適した量子コンピュータ（CRQC）とは、RSA-2048 や AES-256 など一般的に使用されている暗号化アルゴリズムを破れるほどの性能をもつ量子コンピュータのことです。現在の量子コンピュータは、主に実験用であり研究で利用されているものですが、CRQC になると、大きな数の素因数分解や離散対数問題の解決など、現代の暗号が依存している複雑な数学的問題を解決できる能力を備えることになります。?
現在の量子コンピュータは、このレベルの計算処理能力には遠く及びませんが、将来的に見れば CRQC は従来の暗号システムを破る脅威になり得ます。だからこそ、研究者は CRQC の到来に備えて、耐量子コンピュータ暗号の開発に注力しているのです。
RSA-2048 暗号化とは何ですか？
RSA は、RSA アルゴリズムを最初に考案した研究者 3 人、Ron Rivest、Adi Shamir、Leonard Adleman の名前の頭文字です。RSA-2048 は、広く使われている公開鍵暗号化アルゴリズムのひとつで、大きな整数の素因数分解が数学的に難しいことを利用しています。「2048」は鍵のサイズを表しており、長さが 2048 ビットということです。RSA-2048 は一般的に、HTTPS 接続やメールの暗号化など、データ転送の保护に使われています。
量子コンピュータが登場するまで、RSA-2048 の安全性は続きます。このアルゴリズムの土台になっている数学的問題は、古典コンピュータでは解決がきわめて困難だからです。最先端のテクノロジーでも、古典コンピュータでこの暗号を解読しようとすると何千年もかかる可能性があります。
耐量子コンピュータ暗号とは何ですか？
耐量子コンピュータ暗号（笔蚕颁）とは、古典コンピュータと量子コンピュータのどちらからの攻撃に対しても安全なように设计された暗号化アルゴリズムのことです。このような暗号化手法については、现在も研究と开発が続いていますが、米国商务省标準化技术研究所（狈滨厂罢）は 2024 年 8 月に、3 つの量子安全暗号化手法を発表しました。それが FIPS 203、204、205 です。
暗号化の俊敏性とは何ですか？
暗号化の俊敏性とは、セキュリティシステムが、システムのインフラを大きく乱すことなく、异なる暗号化メカニズムにすばやく切り替える能力を指します。暗号化の俊敏性を确保するには、プロトコル、ライブラリ、アルゴリズム、証明书など、暗号化が利用される场所や、各技术の导入方法について、明确な可视性が必要です。
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暗号化に伴う问题が発生した场合に、それを速やかに特定して解决する能力も、暗号化の俊敏性に含まれます。暗号化标準が古くなったり、脆弱性が见つかったりした场合にも、公司が暗号化资产を効率的に更新または交换できるため、このような柔软性はきわめて重要です。自动化によって暗号化の俊敏性を実现している组织も少なくありません。そうすれば、暗号化技术の管理および交换のプロセスを合理化できます。
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